Des chercheurs de la Technische Universität Dresden et de l’Université du Massachusetts à Amherst ont élaboré une méthode d’inspection des ponts en acier basée sur le scan 3D plus rapide et plus précise que les méthodes traditionnelles.

De nombreux ponts sont soutenus par des poutres en acier qui, bien que très solides, sont susceptibles de se détériorer. Ces défaillances peuvent entraîner de nombreux blessés et morts, ainsi que d’importantes pertes financières liées à la fermeture du pont. Actuellement, l’entretien des ponts consiste à retirer les matériaux usés et à mesurer les parties restantes à l’aide d’un système de capture de points par ultrason, demandant beaucoup de temps et d’efforts. Grâce au scanner 3D Artec Leo, les chercheurs ont trouvé un moyen beaucoup plus efficace de mesurer les poutres et d’acquérir les données ultra-détaillées nécessaires à une analyse plus rapide et approfondie.

Initialement, les chercheurs effectuaient leur analyse avec un scanner laser monté sur trépied. Lors de l’identification des traces de corrosion sur une poutre mise hors service, ce scanner a permis de capturer de nombreux détails. Cependant, dans le cadre d’une inspection de pont sur le terrain, les poutres doivent être mesurées à chaque extrémité, dans des zones accessibles à l’aide d’une grue à godets.

Pour bénéficier d’une plus grande flexibilité, l’équipe a opté pour l’Artec Leo, un appareil sans fil d’une grande précision et d’une vitesse de capture incomparable. Le scanner Leo est également très intuitif, facilitant son utilisation même pour les novices recherchant une grande précision.

« La corrosion touche généralement les poutres soutenant le tablier du pont. Pour un examen complet d’une poutre, il faut scanner un côté, s’arrêter, déplacer le godet, puis scanner l’autre côté », explique Simos Gerasimidis, professeur associé à l’Université du Massachusetts à Amherst. « Il est donc très important que l’appareil soit portatif, polyvalent et facile à déplacer. Leo vous indique également si vous êtes trop près ou trop loin, ce qui vous permet de savoir sur place si le scan est bon ou non. » « Avec Leo, vous collectez des centaines de milliers de points en cinq minutes. En utilisant les méthodes traditionnelles, vous capturez un point en trois minutes. Nous entrons dans une nouvelle dimension », conclut-il.
 
Une inspection prédictive à l’aide de l’IA

Une fois le scan 3D de Leo maîtrisé, les chercheurs ont décidé d’affiner leurs résultats. Le traitement a commencé dans Artec Studio, le logiciel de capture et de traitement des scans d’Artec 3D, qui dispose d’un mode HD pour des scans ultra-nets et des algorithmes uniques permettant un suivi complet de la texture et de la géométrie. Lors du nettoyage des données, l’équipe a généré des cartes de contour 2D indiquant l’épaisseur restante du panneau d’acier de chaque poutre. Ces cartes offrent aux inspecteurs un moyen rapide et facile de visualiser l’état des poutres.
Les chercheurs ont également souhaité utiliser ces données pour évaluer la résistance du pont. Pour cela, l’équipe a intégré les données dans un logiciel d’analyse, et les résultats ont été utilisés pour générer des scénarios de surcharge pouvant entraîner une défaillance.

Pour accélérer l’analyse des ponts, l’équipe a ensuite utilisé ces scénarios pour entraîner une IA capable d’évaluer automatiquement la capacité d’une poutre à supporter des charges à partir de scans 3D. Après avoir démontré cette approche dans un environnement contrôlé, l’équipe l’a mise en pratique, parvenant à identifier rapidement les points d’usure et à générer les données nécessaires pour que les ingénieurs puissent définir avec plus de précision les charges supportées par le pont.
 
De grandes rénovations à venir

Cette méthode est plus rapide et réduit considérablement la marge d’incertitude de l’inspection. Aux États-Unis, plus de 20 000 ponts en acier sont considérés comme étant en mauvais état, contre 100 000 en bon état. Cette approche plus efficace pourrait aider à combler un retard dans les réparations, estimé à 125 milliards de dollars. Pour poursuivre dans cette voie, l’équipe propose d’intégrer ses conclusions dans un programme complet de formation à la collecte de données. Elle estime que l’intégration d’outils d’évaluation des charges alimentés par l’IA pourrait également améliorer l’entretien des infrastructures publiques aux États-Unis.

« Plusieurs États américains envisagent d’intégrer le scan 3D dans leur workflow, et certains disposent déjà d’Artec Leo », conclut Simos Gerasimidis. « C’est un secteur qui évolue lentement. Les gens ont besoin de preuves, et nous en avons maintenant. Je pense que la technologie va continuer à se développer et que dans les prochaines années, les choses vont changer. »